JP5614578B2 - Method for producing aqueous composition - Google Patents

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Description

本発明は、水性溶媒に無機フィラーが分散した組成物であって、リチウムイオン二次電池その他各種二次電池を構成する部材に塗工して用いられる水性組成物を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aqueous composition, which is a composition in which an inorganic filler is dispersed in an aqueous solvent, and is applied to a member constituting a lithium ion secondary battery or other various secondary batteries.

リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出可能な正負の電極と、これら両電極間に介在されたセパレータとを備える。該セパレータには非水電解液が含浸されており、該電解液中のリチウムイオンが両電極間を行き来することにより充放電を行う。軽量でエネルギー密度が高いため、各種携帯機器の電源として普及している。リチウムイオン二次電池に関する技術文献として、特許文献1〜6が挙げられる。   A lithium ion secondary battery includes positive and negative electrodes capable of reversibly occluding and releasing lithium ions, and a separator interposed between the two electrodes. The separator is impregnated with a nonaqueous electrolytic solution, and charging and discharging are performed by lithium ions in the electrolytic solution moving between the electrodes. Because it is lightweight and has high energy density, it is widely used as a power source for various portable devices. Patent documents 1-6 are mentioned as technical literature about a lithium ion secondary battery.

特開2008−16311号公報JP 2008-161631 A 国際公開第06/061936号International Publication No. 06/061936 特開2008−16313号公報JP 2008-16313 A 国際公開第2005/011043号International Publication No. 2005/011043 特開2004−214042号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-214042 特開2009−302009号公報JP 2009-302009 A

ところで、電極および/またはセパレータの表面保護、短絡防止機能の強化、非水電解液含浸量の増加等を目的として、電極部材(例えば、正極活物質層、負極活物質層、セパレータ等)の表面(片面または両面)に、絶縁性無機フィラーを主体とする層が付与されることがある。このような無機フィラー層は、一般に、無機フィラー、各種添加剤、および適当な溶媒等を含むスラリー状またはペースト状の組成物から形成される。その溶媒としては、環境衛生およびコスト低減の観点から、水性溶媒の使用が望ましい。しかしながら、水性溶媒を用いた場合、無機フィラーの凝集やゲル化が起こりやすくなり、特に保存時においてこれら現象が顕著になりがちであった。一方、かかる現象を回避するために組成物の固形分濃度を低くすると、特に、ポリオレフィン製セパレータ等のような低極性表面に塗付した場合、ハジキが生じて均一な厚さの無機フィラー層の形成が困難になることがあった。   By the way, the surface of an electrode member (for example, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, a separator, etc.) for the purpose of protecting the surface of the electrode and / or separator, enhancing the short circuit prevention function, and increasing the amount of nonaqueous electrolyte impregnation. A layer mainly composed of an insulating inorganic filler may be provided on one side or both sides. Such an inorganic filler layer is generally formed from a slurry-like or paste-like composition containing an inorganic filler, various additives, an appropriate solvent, and the like. As the solvent, it is desirable to use an aqueous solvent from the viewpoint of environmental hygiene and cost reduction. However, when an aqueous solvent is used, the inorganic filler tends to aggregate and gel, and these phenomena tend to be prominent particularly during storage. On the other hand, when the solid content concentration of the composition is lowered in order to avoid such a phenomenon, particularly when applied to a low polarity surface such as a polyolefin separator, repelling occurs and the inorganic filler layer of uniform thickness is formed. Formation may be difficult.

本発明の一目的は、水性溶媒に無機フィラーが分散した液状組成物であって、上記無機フィラーの分散性に優れ、且つ二次電池構成部材の表面への塗工に適した性状の水性組成物を製造する方法を提供することである。   One object of the present invention is a liquid composition in which an inorganic filler is dispersed in an aqueous solvent, which is excellent in dispersibility of the inorganic filler and is suitable for coating on the surface of a secondary battery component. It is to provide a method of manufacturing a product.

本発明によると、水性溶媒に無機フィラーが分散した水性組成物(以下、無機フィラー水性組成物ということもある。)であって、二次電池の構成部材に塗工して用いられるための水性組成物を製造する方法が提供される。その製造方法は、無機フィラーと分散剤と増粘剤と水性溶媒とを混練して前記水性組成物を調製することを包含する。ここで、該組成物の固形分濃度は35〜80質量%である。また、前記分散剤の使用量は、固形分基準で、前記水性組成物に含まれる全固形分の0.2〜2.0質量%に相当する量である。なお、ここで水性組成物とは、固形材料が水性溶媒に分散された組成物を指す。また、上記水性溶媒は、典型的には水であり、水以外に他の溶媒(典型的には、低級アルコール類等の水溶性有機溶媒)を含む混合溶媒であってもよい。   According to the present invention, an aqueous composition in which an inorganic filler is dispersed in an aqueous solvent (hereinafter sometimes referred to as an aqueous inorganic filler composition) is an aqueous composition that is used by being applied to a constituent member of a secondary battery. A method of manufacturing the composition is provided. The production method includes preparing the aqueous composition by kneading an inorganic filler, a dispersant, a thickener, and an aqueous solvent. Here, the solid content concentration of the composition is 35 to 80% by mass. Moreover, the usage-amount of the said dispersing agent is the quantity corresponded to 0.2-2.0 mass% of the total solid contained in the said aqueous composition on the solid content basis. Here, the aqueous composition refers to a composition in which a solid material is dispersed in an aqueous solvent. The aqueous solvent is typically water, and may be a mixed solvent containing other solvents (typically water-soluble organic solvents such as lower alcohols) in addition to water.

かかる製造方法によると、得られた組成物には上記所定量の分散剤が含まれるので、固形分濃度が上記範囲と比較的高くても、均一な分散状態(例えば、凝集物の平均粒径が2μm以下)を有し、且つかかる分散状態を長期にわたって安定的に維持可能な無機フィラー水性組成物を形成することができる。このように組成物の分散性が高いことは、凝集物に起因する製造機器類(該組成物の製造工程において使用する攪拌装置や塗工装置)の不具合(管詰り等)や、攪拌容器内に凝集物が滞留する無駄が起こりにくくなるので好ましい。また、該組成物は、固形分濃度が上記範囲にあることにより、二次電池構成部材への塗工に適した粘度(流動性としても把握され得る)を有する。具体的には、例えば、セパレータや電極シート等の薄いシート状部材に対しても均一に薄く塗工し得る程度に流動性が高く、かつセパレータ等の低極性表面に塗布してもハジキが起こりにくい程度に流動性の低いものとなり得る。ここに開示される技術は、例えば、25℃,60rpmの条件にてB型粘度計により測定される粘度が500mPa・s以上5000mPa・s以下(例えば500mPa・s以上3000mPa・s以下)である水性組成物の製造に好ましく適用され得る。かかる粘度の水性組成物は、二次電池構成部材に対する塗工性(例えば、上述のような薄物の表面への塗工性、低極性表面への塗工性等)に優れたものであり得る。   According to such a production method, since the obtained composition contains the predetermined amount of the dispersant, even if the solid content concentration is relatively high in the above range, a uniform dispersion state (for example, the average particle size of the aggregates) And an aqueous inorganic filler composition that can stably maintain such a dispersed state over a long period of time can be formed. The high dispersibility of the composition in this way means that the production equipment (stirring device or coating device used in the manufacturing process of the composition) caused by the aggregates has a defect (clogging of the tube) or the inside of the stirring container. This is preferable because it is difficult to waste the aggregates. Further, the composition has a viscosity (which can also be grasped as fluidity) suitable for application to the secondary battery constituent member because the solid content concentration is in the above range. Specifically, for example, repellency occurs even when applied to a thin sheet-like member such as a separator or an electrode sheet so that it can be applied uniformly and thinly and is applied to a low-polar surface such as a separator. The fluidity can be as low as difficult. The technique disclosed herein is, for example, an aqueous solution having a viscosity measured by a B-type viscometer under conditions of 25 ° C. and 60 rpm of 500 mPa · s to 5000 mPa · s (eg, 500 mPa · s to 3000 mPa · s). It can be preferably applied to the production of the composition. An aqueous composition having such a viscosity can be excellent in coating properties (for example, coating properties on the surface of a thin material as described above, coating properties on a low-polar surface, etc.) on the secondary battery constituent member. .

好ましい一態様では、ここに開示される水性組成物製造方法は、前記無機フィラーと分散剤と増粘剤と水性溶媒との混練において、まず上記無機フィラーと上記分散剤と上記水性溶媒とを混練し(第一混練段階)、次いで、その混練物に上記増粘剤を添加してさらに混練する(第二混練段階)ことを特徴とする。かかる製造方法によると、より分散性に優れた水性組成物が実現され得る。   In a preferred embodiment, the method for producing an aqueous composition disclosed herein includes kneading the inorganic filler, the dispersant, and the aqueous solvent in the kneading of the inorganic filler, the dispersant, the thickener, and the aqueous solvent. (The first kneading stage), and then, the thickener is added to the kneaded product and further kneaded (second kneading stage). According to this production method, an aqueous composition having more excellent dispersibility can be realized.

他の好ましい一態様では、ここに開示される水性組成物製造方法は、無機フィラーと上記分散剤と上記増粘剤と上記水性溶媒の一部(最終目的物たる固形分濃度35〜80質量%の水性組成物(最終組成物)に含まれる水性溶媒のうち、後述する希釈用の水性溶媒を除いた分量)とを固形分濃度が70〜85質量%となるように予備混練する(ここで、当該分散剤は全固形分の0.2〜1.0質量%程度とする。)予備混練段階と、その予備混練物に前記水性溶媒の残部(希釈用の水性溶媒)を添加(追加)してさらに混練し、最終固形分濃度が35〜80質量%の水性組成物(最終組成物;上記予備混練物よりも固形分濃度の低い組成物)を形成する濃度調整段階と、を含む。予備混練によって得られた固形部濃度70〜85質量%の組成物(予備混練物)は、良好な分散状態を維持しながら、よりコンパクトに保存できる(すなわち、保存時の容積をより小さくすることができる)という利点がある。したがって、かかる予備混練物の状態で保存しておき、必要に応じて該予備混練物(まとめて調製した予備混練物から取り分けた一部であり得る。)を希釈して最終組成物を形成することも、本明細書に開示される無機フィラー水性組成物製造方法の概念に包含される。上記希釈用の水性溶媒は、2回以上に分けて予備混練物に添加・攪拌することがより好ましい。これにより、最終組成物の分散性をより向上させることができる。例えば、予備混練段階において凝集物が形成された場合であっても、希釈を2回以上に分けて実施することにより、上記凝集物が効果的に分解され、より均一な分散状態の最終組成物が実現され得る。   In another preferred embodiment, the method for producing an aqueous composition disclosed herein comprises an inorganic filler, the dispersant, the thickener, and a part of the aqueous solvent (solid content concentration of 35 to 80% by mass as a final object). Of the aqueous solvent contained in the aqueous composition (final composition) is pre-kneaded so that the solid concentration is 70 to 85% by mass (here, the amount excluding the aqueous solvent for dilution described later) The dispersant is about 0.2 to 1.0% by mass of the total solid content.) Pre-kneading step, and the remainder of the aqueous solvent (aqueous solvent for dilution) is added to the pre-kneaded product (addition) And a concentration adjustment step of forming an aqueous composition having a final solid content concentration of 35 to 80% by mass (final composition; a composition having a solid content concentration lower than that of the preliminary kneaded product). The composition (preliminary kneaded product) having a solid part concentration of 70 to 85% by mass obtained by pre-kneading can be stored more compactly while maintaining a good dispersion state (that is, the volume during storage should be reduced). There is an advantage that Therefore, it is stored in the state of such a pre-kneaded product, and if necessary, the pre-kneaded product (which may be a part of the pre-kneaded product prepared together) is diluted to form the final composition. This is also included in the concept of the method for producing an inorganic filler aqueous composition disclosed in the present specification. The aqueous solvent for dilution is more preferably added and stirred into the pre-kneaded product in two or more times. Thereby, the dispersibility of a final composition can be improved more. For example, even when an aggregate is formed in the preliminary kneading stage, the aggregate is effectively decomposed by performing the dilution in two or more times, and the final composition in a more uniform dispersion state Can be realized.

上述のとおり、ここに開示される方法によって製造された無機フィラー水性組成物は、分散安定性に優れ、比較的高い固形分濃度でありながらゲル化しにくいことから、リチウムイオン二次電池を構成する正極(特にシート状の正極、典型的には該正極の具備する活物質層)の表面、負極(特にシート状の負極、典型的には該負極の具備する活物質層)の表面、およびセパレータの表面等に無機フィラー層を形成する用途に好適である。したがって、本発明によると、また、上記方法によって製造された水性組成物を用いて形成された無機フィラー層が、正極、負極、およびセパレータの少なくともいずれかの部材表面に付与されたリチウムイオン二次電池が提供される。かかるリチウムイオン二次電池は、厚さが均一で表面形状の滑らかな無機フィラー層を電極表面またはセパレータ表面に備えることから、電極および/またはセパレータの表面保護、短絡防止機能の強化、および非水電解液含浸量の増加の少なくともいずれかの効果が実現され、より性能(耐久性、安全性、容量等)の優れたものであり得る。   As described above, the inorganic filler aqueous composition produced by the method disclosed herein is excellent in dispersion stability and is not easily gelled while having a relatively high solid content concentration, and thus constitutes a lithium ion secondary battery. Surface of positive electrode (especially sheet-like positive electrode, typically active material layer included in the positive electrode), surface of negative electrode (particularly sheet-shaped negative electrode, typically active material layer included in the negative electrode), and separator It is suitable for applications in which an inorganic filler layer is formed on the surface or the like. Therefore, according to the present invention, the lithium ion secondary provided on the surface of at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is provided with the inorganic filler layer formed using the aqueous composition produced by the above method. A battery is provided. Such a lithium ion secondary battery is provided with a smooth inorganic filler layer having a uniform thickness and a surface shape on the electrode surface or the separator surface, so that the surface protection of the electrode and / or the separator, the enhancement of the short circuit prevention function, and the non-aqueous At least one of the effects of increasing the electrolyte impregnation amount is realized, and the performance (durability, safety, capacity, etc.) can be further improved.

一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external shape of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment. 図1におけるII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIG. 本発明のリチウムイオン二次電池を備えた車両(自動車)を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the vehicle (automobile) provided with the lithium ion secondary battery of this invention. 粘度を分散剤使用量に対してプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the viscosity with respect to the usage-amount of a dispersing agent. 粘度を固形分濃度に対してプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the viscosity with respect to solid content concentration. 自公転遊星方式攪拌機の概略図である。It is the schematic of a self-revolving planetary system stirrer.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in this field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field.

本明細書に開示される水性組成物製造方法は、無機フィラーと分散剤と増粘剤と水性溶媒とを混練することを含む。上述のとおり、ここに開示される方法によると、厚みが均一で表面形状の滑らかな無機フィラー層を形成可能であって且つ保存安定性にも優れた無機フィラー水性組成物を、効率よく製造することができる。加えて、通常、揮発性有機溶剤を溶媒とする組成物に比べて水性組成物は乾燥に時間がかかりがちであるが、上記水性組成物の固形分濃度は比較的高いので、塗工物の乾燥効率を向上させることができる。さらに、該組成物は水性溶媒を用いることから環境衛生上も好ましい。   The method for producing an aqueous composition disclosed in the present specification includes kneading an inorganic filler, a dispersant, a thickener, and an aqueous solvent. As described above, according to the method disclosed herein, an inorganic filler aqueous composition capable of forming an inorganic filler layer having a uniform thickness and a smooth surface shape and having excellent storage stability is efficiently produced. be able to. In addition, the aqueous composition tends to take longer to dry than the composition using a volatile organic solvent as a solvent, but the solid content concentration of the aqueous composition is relatively high. Drying efficiency can be improved. Furthermore, since the composition uses an aqueous solvent, it is preferable from the viewpoint of environmental hygiene.

上記分散剤は、上記水性組成物に含まれる全固形分の0.2〜1.0質量%の割合で配合する。かかる無機フィラー水性組成物は、製造直後における粘度のばらつき(例えば、異なるバッチで製造された組成物間での粘度の違い)が少ない、保存による粘度の変動(例えば、製造直後と常温で3日間の保存後との粘度の違い)が小さい等、粘度安定性に優れたものとなり得る。また、保存(例えば、常温で3日間の保存)によってもゲル化し難く、適度の流動性(すなわち、良好な塗工性)を維持するものであり得る。分散剤の配合量が少なすぎると、得られる無機フィラー水性組成物の粘度が安定せず、また製造後に時間の経過とともにゲル化が進行する場合がある。一方、分散剤の配合量が多すぎると、全固形分に占める無機フィラーの配合割合が相対的に減少するので、その組成物から形成された無機フィラー層の物性(無機フィラー密度、強度)や性能(短絡防止機能等)が低下する場合がある。   The said dispersing agent is mix | blended in the ratio of 0.2-1.0 mass% of the total solid contained in the said aqueous composition. Such an aqueous inorganic filler composition has a small variation in viscosity immediately after production (for example, a difference in viscosity between compositions produced in different batches), a variation in viscosity due to storage (for example, immediately after production and at room temperature for 3 days) The difference in viscosity from that after storage) is small, and the viscosity stability can be improved. Further, it is difficult to gel by storage (for example, storage at room temperature for 3 days), and it can maintain moderate fluidity (that is, good coating property). When there are too few compounding quantities of a dispersing agent, the viscosity of the inorganic filler aqueous composition obtained will not be stabilized, and gelatinization may advance with progress of time after manufacture. On the other hand, if the blending amount of the dispersant is too large, the blending ratio of the inorganic filler relative to the total solid content is relatively reduced, so the physical properties (inorganic filler density, strength) of the inorganic filler layer formed from the composition and Performance (such as short-circuit prevention function) may be reduced.

ここに開示される方法は、最終的な固形分濃度が35〜80質量%(例えば35〜60質量%程度)である無機フィラー水性組成物の製造に好ましく適用され得る。固形分濃度が低すぎると、セパレータ等の低極性表面に付与した際にハジキが生じ、均一な厚みの無機フィラー層形成が困難になる場合がある。また、組成物を所望の粘度に調整するために要する増粘剤の量が多くなりすぎ、これにより全固形分に占める無機フィラーの配合割合が相対的に減少して、その組成物から形成された無機フィラー層の物性(無機フィラー密度、強度)や性能(短絡防止機能等)が低下する場合がある。一方、固形分濃度が高すぎると、攪拌・混練が困難になったり、高速塗工において塗膜の透け(塗布厚みが目標値よりも薄い欠点部)が生じやすくなったりする場合がある。上述した固形分濃度は、例えば、塗工厚(乾燥前の厚み、すなわちwet膜厚)が5μm〜20μm程度の比較的薄い液膜を塗工する態様で使用されるための水性組成物において好ましく採用され得る。   The method disclosed herein can be preferably applied to the production of an inorganic filler aqueous composition having a final solid content concentration of 35 to 80% by mass (for example, about 35 to 60% by mass). If the solid content concentration is too low, repelling occurs when applied to a low-polarity surface such as a separator, and it may be difficult to form an inorganic filler layer having a uniform thickness. In addition, the amount of thickening agent required to adjust the composition to a desired viscosity is excessively increased, and as a result, the blending ratio of the inorganic filler in the total solid content is relatively reduced to form the composition. In addition, the physical properties (inorganic filler density, strength) and performance (short-circuit prevention function, etc.) of the inorganic filler layer may deteriorate. On the other hand, if the solid content concentration is too high, stirring and kneading may be difficult, or the coating film may be transparent (a defective portion having a coating thickness thinner than the target value) in high-speed coating. The above-mentioned solid content concentration is preferable in an aqueous composition for use in a mode in which a relatively thin liquid film having a coating thickness (thickness before drying, that is, a wet film thickness) of about 5 μm to 20 μm is applied, for example. Can be employed.

上記無機フィラー水性組成物は、25℃,60rpmの条件下でB型粘度計にて測定される粘度が100mPa・s以上20000mPa・s以下の範囲であり得る。例えば、粘度が500mPa・s以上(より好ましくは600mPa・s以上)の無機フィラー水性組成物が好ましい。かかる粘度の水性組成物は、セパレータ(例えば、ポリオレフィン多孔質シートからなるセパレータ)等の低極性表面に付与される場合にも、ハジキを生じにくく、均一な塗膜を形成しやすい。また、粘度が10000mPa・s以下(典型的には5000mP・s以下、例えば3000mPa・s以下)の無機フィラー水性組成物が好ましい。かかる粘度の水性組成物は、薄いシート状の部材(例えば、厚みが200μm以下、特に100μm以下の部材)の表面に塗工される場合にも、シートにかかる負荷が少なく、高速塗工における塗膜の透け(ムラ)も生じにくい。上述した固形分濃度は、例えば、塗工厚が5μm〜20μm程度の比較的薄い液膜を塗工する態様で使用されるための水性組成物において好ましく採用され得る。   The inorganic filler aqueous composition may have a viscosity of 100 mPa · s or more and 20000 mPa · s or less measured at 25 ° C. and 60 rpm with a B-type viscometer. For example, an inorganic filler aqueous composition having a viscosity of 500 mPa · s or more (more preferably 600 mPa · s or more) is preferable. Even when the aqueous composition having such a viscosity is applied to a low-polarity surface such as a separator (for example, a separator made of a polyolefin porous sheet), cissing hardly occurs and a uniform coating film is easily formed. An inorganic filler aqueous composition having a viscosity of 10,000 mPa · s or less (typically 5000 mP · s or less, for example, 3000 mPa · s or less) is preferable. Even when the aqueous composition having such a viscosity is applied to the surface of a thin sheet-like member (for example, a member having a thickness of 200 μm or less, particularly 100 μm or less), the load applied to the sheet is small, and coating in high-speed coating is performed. Membrane transparency (unevenness) hardly occurs. The solid content concentration described above can be preferably employed in an aqueous composition for use in a mode in which a relatively thin liquid film having a coating thickness of about 5 μm to 20 μm is applied, for example.

好ましい一態様では、上記成分を混練する際、まず無機フィラーと分散剤と水性溶媒とを混練(混合)した後、その混練物に増粘剤を添加してさらに混練することにより、最終組成物としての無機フィラー水性組成物を製造する。かかる手順によると、より均一な分散状態の組成物が形成され得る。これら原料を混練する方法は特に制限されず、例えば、一般的な分散機を用いて実施することができる。上記の順番で組成物の構成成分を分散機に投入することにより、増粘剤を投入する前に、無機フィラーを水性溶媒によく分散させておくことができる。このことによって、中間混合物(例えば、無機フィラー、分散剤、水性溶媒の混合物)および最終組成物のいずれについても凝集物の発生が抑制され、分散機の配管の詰まりやタンク(攪拌容器)隅における凝集物の滞留等の問題を効果的に回避することができる。また、該最終組成物は、上記所定量の分散剤を含むことから、ゲル化の進行を抑制し、上記良好な分散状態を安定して維持することができる。なお、増粘剤以外の構成成分(無機フィラー、分散剤および水性溶媒)の投入順は特に制限されない。例えば、これらを分散機に同時に投入してもよく、水性溶媒、分散剤、無機フィラーの順に投入・攪拌してもよい。   In a preferred embodiment, when the above components are kneaded, first, an inorganic filler, a dispersant, and an aqueous solvent are kneaded (mixed), and then a thickener is added to the kneaded material and further kneaded, whereby the final composition is obtained. An inorganic filler aqueous composition is produced. According to such a procedure, a more uniformly dispersed composition can be formed. The method for kneading these raw materials is not particularly limited, and can be carried out using, for example, a general disperser. By introducing the constituents of the composition into the disperser in the above order, the inorganic filler can be well dispersed in the aqueous solvent before the thickener is introduced. This suppresses the formation of aggregates in any of the intermediate mixture (for example, a mixture of inorganic filler, dispersant, and aqueous solvent) and the final composition, and clogging of the piping of the disperser and in the corner of the tank (stirring vessel) Problems such as the retention of aggregates can be effectively avoided. Further, since the final composition contains the predetermined amount of the dispersant, it is possible to suppress the progress of gelation and stably maintain the good dispersion state. In addition, the order in which constituent components (inorganic filler, dispersant, and aqueous solvent) other than the thickener are charged is not particularly limited. For example, these may be charged simultaneously into a disperser, or an aqueous solvent, a dispersant, and an inorganic filler may be charged and stirred in this order.

また、ここに開示される水性溶媒と無機フィラーと増粘剤とを含む水性組成物は、少なくとも水性溶媒と無機フィラーとを混合した後、その混合物に増粘剤を投入することにより好ましく製造され得る。より具体的には、(1)まず水性溶媒と無機フィラーとを混合した後に増粘剤を投入することにより、(2)無機フィラーおよび増粘剤を水性溶媒に同時に投入して混合する場合や、(3)水性溶媒に増粘剤を投入して混合した後に該混合物に無機フィラーを投入する場合に比べて、より分散性に優れた(例えば、凝集物のサイズおよび量の少なくとも一方が低減された)水性組成物を製造することができる。   Further, the aqueous composition containing the aqueous solvent, inorganic filler and thickener disclosed herein is preferably produced by mixing at least the aqueous solvent and inorganic filler and then adding the thickener to the mixture. obtain. More specifically, (1) by first mixing the aqueous solvent and the inorganic filler and then adding the thickener, (2) when the inorganic filler and the thickener are simultaneously added to the aqueous solvent and mixing (3) Compared to the case where an inorganic filler is added to the mixture after the thickener is added to the aqueous solvent and mixed, the dispersibility is superior (for example, at least one of the size and amount of the aggregate is reduced) A) aqueous compositions can be produced.

本発明者は、無機フィラーとしての中心粒径約0.2μmのチタニア粉末99.3質量部と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースナトリウム0.7質量部と、水性溶媒としての水とを、固形分濃度が40質量%となるようにして市販の分散機で攪拌混合して水性組成物を調製し、このときの分散機への投入順序を上記(1)〜(3)の三種類として実験を行い、上記(1)の投入順によると上記(2),(3)に比べてチタニアの分散性が著しく向上する(凝集物のサイズおよび量が著しく少ない)ことを確認した。かかる効果が実現されるのは、増粘剤投入前の水性溶媒は増粘剤投入後に比べて低粘度であるので無機フィラーになじみやすく(例えば、無機フィラーの粒子が集合していてもその粒子間に浸透しやすく)、該無機フィラーを短時間で均一に分散させられるためと考えられる。かかる効果は、分散剤の使用の有無にかかわらず実現され得る。したがって、この明細書により開示される事項には、水性溶媒に無機フィラーが分散しており、二次電池の構成部材に塗工して用いられるための固形分濃度35〜80質量%の水性組成物を製造する方法であって、前記水性組成物は少なくとも無機フィラーと増粘剤と水性溶媒とを含み、無機フィラーと水性溶媒とを混練する第一混練段階と、その混練物に増粘剤を混練する第二混練段階とを包含する製造方法が包含され得る。この製造方法は、さらに分散剤を含む水性組成物の製造にも好ましく適用され得る。その場合、分散剤の投入時期は特に限定されず、例えば、水性溶媒に無機フィラーを投入する前、無機フィラーの投入と同時、無機フィラーの投入後増粘剤の投入前、増粘剤の投入と同時、増粘剤の投入後、等のいずれの時期でもよい。   The present inventor solidified 99.3 parts by mass of titania powder having a center particle size of about 0.2 μm as an inorganic filler, 0.7 parts by mass of sodium carboxymethylcellulose as a thickener, and water as an aqueous solvent. An aqueous composition was prepared by stirring and mixing with a commercially available disperser so that the partial concentration was 40% by mass, and the order of charging into the disperser at this time was set as the above three types (1) to (3). According to the order of the above (1), it was confirmed that the dispersibility of titania was remarkably improved (the size and amount of the aggregates were remarkably small) as compared with the above (2) and (3). This effect is realized because the aqueous solvent before the addition of the thickener has a lower viscosity than that after the addition of the thickener, so it is easy to become familiar with the inorganic filler (for example, even if the inorganic filler particles are aggregated, the particles This is presumably because the inorganic filler can be uniformly dispersed in a short time. Such an effect can be realized with or without the use of a dispersant. Therefore, the matter disclosed in this specification includes an aqueous composition in which an inorganic filler is dispersed in an aqueous solvent and has a solid content concentration of 35 to 80% by mass for application to a constituent member of a secondary battery. The aqueous composition contains at least an inorganic filler, a thickener, and an aqueous solvent, the first kneading step of kneading the inorganic filler and the aqueous solvent, and the thickener in the kneaded product And a second kneading step for kneading the mixture. This production method can be preferably applied to the production of an aqueous composition further containing a dispersant. In that case, the timing of adding the dispersant is not particularly limited. For example, before adding the inorganic filler to the aqueous solvent, at the same time as adding the inorganic filler, after adding the inorganic filler, before adding the thickener, At the same time, any time such as after the addition of the thickener may be used.

他の好ましい一態様では、組成物の攪拌に、自公転遊星攪拌方式を採用する。自公転遊星攪拌方式は、固形分濃度が高くても、無機フィラーを水性溶媒に短時間(例えば、10分程度)で均一に分散させることができる。したがって、この方式は、例えば、上述のようにいったん固形分濃度が70〜85質量%の予備混練物を形成する態様において、該予備混練物を調製する際に特に好適に採用することができる。また、上記予備混練物を希釈する際にも好ましく採用することができる。なお、この明細書において、「自公転遊星攪拌方式」とは、図6に模式的に示す自公転遊星機70のように、攪拌対象物を収容した攪拌容器72を、縦軸A1(天地方向の軸。以下、公転軸ともいう。)の周囲に公転させながら、その公転軸A1に対して該攪拌容器72の自転軸A2を所望の角度に維持したまま自転させることで攪拌する方式を指す。   In another preferred embodiment, a self-revolving planetary stirring system is employed for stirring the composition. The self-revolving planetary stirring method can uniformly disperse the inorganic filler in the aqueous solvent in a short time (for example, about 10 minutes) even if the solid content concentration is high. Therefore, this method can be particularly preferably adopted when preparing the preliminary kneaded material in the embodiment in which the solid content concentration once forms a 70 to 85% by mass as described above. Moreover, it can employ | adopt preferably also when diluting the said preliminary kneaded material. In this specification, the “self-revolving planetary agitation method” refers to an agitating container 72 that contains an object to be agitated, such as a self-revolving planetary plane 70 schematically shown in FIG. (Hereinafter also referred to as a revolution axis), while stirring around the revolution axis A1 while maintaining the rotation axis A2 of the stirring vessel 72 at a desired angle. .

上記自公転遊星攪拌方式を用いる態様において、水性組成物構成成分の添加順序は特に制限されない。すなわち、分散剤と増粘剤とを同時に添加してもよく、任意の順序で別々に添加してもよい。好ましい一態様では、無機フィラーおよび分散剤を投入した後、水性溶媒を投入して攪拌し、さらに増粘剤を投入する。これにより、増粘剤を投入する前に(より粘度の低い状態で)、無機フィラーを水性溶媒によくなじませることができるので、より分散安定性に優れた組成物が製造され得る。また、増粘剤が攪拌容器の自公転による遠心力により容器内壁に押しつけられて該内壁にこびりつく事象を効果的に抑制することができる。好ましい他の一態様では、無機フィラーおよび分散剤を投入した後、増粘剤を水性溶媒に溶かした水溶液を投入する。この態様によっても、増粘剤が容器内壁にこびりつく事象を効果的に抑制することができる。上記自公転遊星攪拌方式によって実現された均一な分散状態は、その無機フィラー水性組成物が分散剤を上記所定量含むことから、組成物の保存中も良好に維持され得る。   In the embodiment using the self-revolving planetary stirring method, the order of adding the aqueous composition constituents is not particularly limited. That is, the dispersant and the thickener may be added simultaneously, or may be added separately in any order. In a preferred embodiment, after adding an inorganic filler and a dispersant, an aqueous solvent is added and stirred, and a thickener is further added. Thereby, before the thickener is added (in a lower viscosity state), the inorganic filler can be well-adapted to the aqueous solvent, so that a composition with more excellent dispersion stability can be produced. In addition, it is possible to effectively suppress an event in which the thickener is pressed against the inner wall of the container by the centrifugal force caused by the self-revolution of the stirring container and sticks to the inner wall. In another preferred embodiment, an inorganic filler and a dispersant are added, and then an aqueous solution in which a thickener is dissolved in an aqueous solvent is added. Also according to this aspect, it is possible to effectively suppress the phenomenon in which the thickener sticks to the inner wall of the container. The uniform dispersion state realized by the self-revolving planetary stirring method can be well maintained even during storage of the composition since the aqueous inorganic filler composition contains the predetermined amount of the dispersant.

なお、自公転遊星攪拌方式の攪拌機を用いることによる上記の効果は、上記分散剤を必須成分としない組成の水性組成物に対しても発揮され得る。例えば、水性溶媒と無機フィラーと増粘剤とを含む水性組成物を、まず固形分濃度が70〜85質量%の予備混練物を形成し、次いで該予備混練物を水性溶媒で希釈する態様で製造する場合に、該予備混練物を調製する際に特に好適に採用することができる。また、上記予備混練物を希釈する際にも自公転遊星攪拌方式の攪拌機を好ましく採用することができる。好ましい一態様では、上記予備混練物を調製する際、上記攪拌機に無機フィラーを投入した後、水性溶媒を投入して攪拌し、さらに増粘剤を投入する。好ましい他の一態様では、上記攪拌機に無機フィラーを投入した後、増粘剤を水性溶媒に溶かした水溶液を投入する。自公転遊星攪拌方式の攪拌機を用いる上記製造方法は、さらに分散剤を含む水性組成物の製造にも好ましく適用され得る。この場合、分散剤の投入時期は特に限定されず、例えば、無機フィラーを投入する前、無機フィラーの投入と同時、無機フィラーの投入後増粘剤の投入前、増粘剤の投入と同時、増粘剤の投入後、等のいずれの時期でもよい。   In addition, said effect by using the self-revolving planetary stirring type stirrer can be exhibited also with respect to the aqueous composition of the composition which does not use the said dispersing agent as an essential component. For example, in an embodiment in which an aqueous composition containing an aqueous solvent, an inorganic filler, and a thickener is first formed into a pre-kneaded product having a solid content of 70 to 85% by mass, and then the pre-kneaded product is diluted with an aqueous solvent. In the case of production, it can be particularly preferably employed when preparing the preliminary kneaded product. Further, when diluting the preliminary kneaded product, a self-revolving planetary stirrer can be preferably employed. In a preferred embodiment, when preparing the pre-kneaded product, an inorganic filler is added to the stirrer, an aqueous solvent is added and stirred, and a thickener is further added. In another preferred embodiment, an inorganic filler is charged into the agitator, and then an aqueous solution in which a thickener is dissolved in an aqueous solvent is charged. The above production method using a revolving planetary stirrer can be preferably applied to the production of an aqueous composition further containing a dispersant. In this case, the timing of the dispersing agent is not particularly limited, for example, before adding the inorganic filler, simultaneously with the charging of the inorganic filler, after charging the inorganic filler, before charging the thickener, simultaneously with the charging of the thickener, Any time such as after the addition of the thickener may be used.

本発明者は、無機フィラーとしての中心粒径約0.2μmのチタニア粉末99.3質量部と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースナトリウム0.7質量部と、水性溶媒としての水の一部とを、最終組成物よりも高い固形分濃度となるようにして市販の自公転遊星式攪拌機(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−1000」)を用いて攪拌混合することにより予備混練物を調製し、次いでこの予備混練物に残部の水(希釈用の水)を加えて上記攪拌機でさらに攪拌混合することにより固形分濃度40質量%の水性組成物(最終組成物)を調製する実験を行った。上記予備混練の際には、まず上記攪拌機に無機フィラーを投入し、次いで増粘剤を水に溶かした水溶液を投入した。上記予備混練物の固形分濃度を60質量%、67質量%、70質量%、75質量%、85質量%の5水準で異ならせて上記実験を行ったところ、予備混練物の固形分濃度を70質量%以上(より具体的には、70〜85質量%)として得られた水性組成物は、予備混練物の固形分濃度をそれ以下とした水性組成物に比べて、最終組成物におけるチタニアの分散性が著しく改善されていることが確認された。   The present inventor has 99.3 parts by mass of titania powder having a center particle diameter of about 0.2 μm as an inorganic filler, 0.7 parts by mass of sodium carboxymethylcellulose as a thickener, and a part of water as an aqueous solvent. A pre-kneaded material is prepared by stirring and mixing with a commercially available revolving planetary stirrer (model “KK-1000” manufactured by Kurashiki Boseki Co., Ltd.) so that the solid content concentration is higher than the final composition. Then, the remaining water (dilution water) was added to the pre-kneaded product, and further stirred and mixed with the stirrer to prepare an aqueous composition (final composition) having a solid content of 40% by mass. It was. In the preliminary kneading, first, an inorganic filler was charged into the stirrer, and then an aqueous solution in which a thickener was dissolved in water was charged. When the above experiment was conducted by varying the solid content concentration of the pre-kneaded product at five levels of 60% by mass, 67% by mass, 70% by mass, 75% by mass, and 85% by mass, the solid content concentration of the pre-kneaded product was determined. The aqueous composition obtained as 70% by mass or more (more specifically, 70 to 85% by mass) is titania in the final composition as compared to the aqueous composition in which the solid content concentration of the pre-kneaded product is lower than that. It was confirmed that the dispersibility of the resin was remarkably improved.

本発明者は、さらに、予備混練物希釈用の水を2回以上に分けて加えることの効果を確認する実験を行った。すなわち、無機フィラーとしての中心粒径0.65μmのアルミナ粉末99.3質量部と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースナトリウム0.7質量部と、水性溶媒としての水の一部とを市販の自公転遊星式攪拌機(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−1000」)を用いて攪拌混合することにより、固形分濃度が73%の予備混練物を調製した。上記予備混練の際には、まず上記攪拌機に無機フィラーを投入し、次いで増粘剤を水に溶かした水溶液を投入した。次いで、この予備混練物に残部の水(希釈用の水)を加えて上記攪拌機でさらに攪拌混合することにより、固形分濃度47質量%の水性組成物(最終組成物)を調製した。このとき、残部の水を一度に加えて得られた水性組成物(サンプルS1)に比べて、まず上記予備混練物を固形分濃度64質量%まで希釈するに足る量の水を加えて混練し(第一濃度調整段階)、その後に残りの希釈用水を加えて固形分濃度を47質量%に調整する(第二濃度調整段階)ことにより得られた水性組成物(サンプルS2)は、アルミナの分散性が著しく改善されていることが確認された。なお、サンプルS2の作製において、予備混練物の固形分濃度を69質量%とし、この予備混練物を第一濃度調整段階で固形分濃度64質量%に希釈し、次いで固形分濃度47質量%に希釈して調製した水性組成物(サンプルS3)は、サンプルS2に比べて分散性に劣ることが確認された。この結果は、濃度調整段階において希釈用の水性溶媒を2回以上に分けて投入する(段階的に希釈する)場合にも、予備混練物の濃度を70質量%以上とすることが分散性の向上に有意義であることを裏付けるものである。   The inventor further conducted an experiment to confirm the effect of adding water for diluting the pre-kneaded material in two or more portions. That is, 99.3 parts by mass of alumina powder having a center particle diameter of 0.65 μm as an inorganic filler, 0.7 part by mass of sodium carboxymethylcellulose as a thickener, and a part of water as an aqueous solvent are commercially available. A pre-kneaded product having a solid content concentration of 73% was prepared by stirring and mixing using a revolutionary planetary stirrer (model “KK-1000” manufactured by Kurashiki Boseki Co., Ltd.). In the preliminary kneading, first, an inorganic filler was charged into the stirrer, and then an aqueous solution in which a thickener was dissolved in water was charged. Subsequently, the remaining water (water for dilution) was added to this pre-kneaded product, and further stirred and mixed with the stirrer to prepare an aqueous composition (final composition) having a solid content concentration of 47% by mass. At this time, compared to the aqueous composition (sample S1) obtained by adding the remaining water all at once, first, the pre-kneaded product was added and kneaded in an amount sufficient to dilute the solid content concentration to 64% by mass. (First concentration adjustment step), and then the remaining dilution water was added to adjust the solid content concentration to 47% by mass (second concentration adjustment step). It was confirmed that the dispersibility was remarkably improved. In preparation of sample S2, the solid content concentration of the pre-kneaded product was 69% by mass, and this pre-kneaded product was diluted to a solid content concentration of 64% by mass in the first concentration adjustment stage, and then the solid content concentration was 47% by mass It was confirmed that the aqueous composition (sample S3) prepared by dilution was inferior in dispersibility compared to sample S2. This result shows that the concentration of the pre-kneaded product should be 70% by mass or more even when the aqueous solvent for dilution is added in two or more times (diluted stepwise) in the concentration adjustment step. It supports the significance of improvement.

上記無機フィラーとしては、電気絶縁性の無機化合物からなる粒子を用いることができる。例えば、チタニア(酸化チタン;TiO)、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化鉄、セリア、イットリア等の酸化物系セラミックス等から選択される一種または二種以上の無機化合物を粒子状に調整したものが使用され得る。これら無機化合物は、その融点が一般的なセパレータの融点より顕著に高いことから、セパレータ表面に付与される無機フィラー層の主成分として好適である。特に好ましい無機化合物として、チタニア、アルミナが例示される。上記無機化合物粒子の一次粒径は、例えば、0.1μm〜10μm(より好ましくは0.1μm〜1.0μm)程度が好ましい。また、比表面積は3〜10m/g程度が好ましい。 As the inorganic filler, particles made of an electrically insulating inorganic compound can be used. For example, one or more inorganic compounds selected from oxide ceramics such as titania (titanium oxide; TiO 2 ), alumina, silica, magnesia, zirconia, zinc oxide, iron oxide, ceria, yttria, etc. are in the form of particles. The one adjusted to can be used. Since these inorganic compounds have remarkably higher melting points than general separators, they are suitable as the main component of the inorganic filler layer applied to the separator surface. Particularly preferred inorganic compounds include titania and alumina. The primary particle size of the inorganic compound particles is preferably about 0.1 μm to 10 μm (more preferably 0.1 μm to 1.0 μm), for example. The specific surface area is preferably about 3 to 10 m 2 / g.

上記分散剤としては、従来公知の一般的な分散剤を使用することができる。電気化学的安定性の高い分散剤を採用することが好ましい。例えば、ポリアクリル酸塩等のポリカルボン酸塩等を好ましく用いることができる。上記塩に含まれるカチオンは特に限定されず、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属のカチオン、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属のカチオン、アンモニウムイオン、アミン類のカチオン等であり得る。好ましくは、重量平均分子量が1×10〜500×10程度(より好ましくは10×10〜100×10程度)のものを選択する。これら分散剤は、一種のみを単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができる。特に好ましい分散剤として、ポリアクリル酸ナトリウム(CHCHCOONaで表わされる繰返し単位を有するポリマーをいい、通常は、上記繰返し単位を少なくとも50質量%以上(75質量%以上であってもよく、実質的に100質量%であってもよい。)含むポリマーが好ましい。)、ポリアクリル酸アンモニウム等が挙げられる。 A conventionally known general dispersant can be used as the dispersant. It is preferable to employ a dispersant having high electrochemical stability. For example, polycarboxylates such as polyacrylate can be preferably used. The cation contained in the salt is not particularly limited, and may be, for example, a cation of an alkali metal such as sodium or potassium, a cation of an alkaline earth metal such as calcium or magnesium, an ammonium ion or a cation of an amine. Preferably, those having a weight average molecular weight of about 1 × 10 4 to 500 × 10 4 (more preferably about 10 × 10 4 to 100 × 10 4 ) are selected. These dispersants can be used alone or in combination of two or more. A particularly preferable dispersant is a polymer having a repeating unit represented by sodium polyacrylate (CH 2 CHCOONa). Usually, the above repeating unit is at least 50% by mass (or 75% by mass or more). 100% by mass may also be included.) A polymer containing is preferable.), And ammonium polyacrylate.

上記水性溶媒としては、水を主成分として(体積基準で50%以上の割合で)含む溶媒(例えば、水と低級アルコールの混合溶媒)を使用することができるが、環境衛生およびコスト低減の観点から、水の使用が好ましい。水性溶媒の使用量は、組成物の固形分濃度が所望の値となるように適宜選択することができる。   As the aqueous solvent, a solvent containing water as a main component (50% or more by volume) (for example, a mixed solvent of water and lower alcohol) can be used. Therefore, the use of water is preferable. The usage-amount of an aqueous solvent can be suitably selected so that solid content concentration of a composition may become a desired value.

上記増粘剤としては、一般的な増粘剤を特に制限なく使用することができる。好ましい具体例として、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、メチルセルロース(MC)、酢酸フタル酸セルロース(CAP)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート(HPMCP)等のセルロース系樹脂が挙げられる。これら増粘剤は、一種のみを単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができる。増粘剤の配合量は、最終組成物の固形分濃度や粘度の目標値、他の材料の使用量等に応じて適宜選択することができる。例えば、全固形分の凡そ0.01〜3.0質量%の範囲とすることができる。特に好ましい分散剤としてCMCが挙げられる。   As the thickener, a general thickener can be used without particular limitation. Preferred examples include cellulose resins such as sodium carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose (MC), cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), and hydroxypropylmethylcellulose phthalate (HPMCP). These thickeners can be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the thickener can be appropriately selected according to the solid content concentration of the final composition, the target value of the viscosity, the amount of other materials used, and the like. For example, the total solid content can be in the range of about 0.01 to 3.0% by mass. A particularly preferred dispersant is CMC.

上記水性組成物は、必要に応じて、無機フィラーを結着可能な結着剤をさらに含み得る。かかる結着剤としては、例えば、側鎖に水素結合性官能基を有するアクリル系樹脂等を、一種、または二種以上使用することができる。上記水性組成物に結着剤を添加するタイミングは、攪拌方法に応じて適宜選択すればよい。例えば、無機フィラー、分散剤、水系溶媒を混練した後に増粘剤を添加する態様では、増粘剤を添加して混練した更に後に結着剤を添加することが好ましい。この際、結着剤を少量の水性溶媒に溶解または分散させて(すなわち、水性溶液または水性分散液として)添加することが好ましい。また、自公転遊星攪拌方式を採用する場合、結着剤は、最初から添加してもよく、増粘剤を添加する際に併せて加えてもよく、あるいは他の全ての成分を混練した後に添加してもよい。結着剤を使用する場合、その配合量は、固形分基準で、水性組成物の全固形分の0.5〜3.0質量%程度とすることが好ましい。   The aqueous composition may further contain a binder capable of binding an inorganic filler, if necessary. As the binder, for example, one or two or more acrylic resins having a hydrogen bonding functional group in the side chain can be used. What is necessary is just to select the timing which adds a binder to the said aqueous composition suitably according to the stirring method. For example, in an embodiment in which a thickener is added after kneading an inorganic filler, a dispersant, and an aqueous solvent, it is preferable to add a binder after adding and thickening the thickener. At this time, the binder is preferably added after being dissolved or dispersed in a small amount of an aqueous solvent (that is, as an aqueous solution or an aqueous dispersion). In addition, when adopting the self-revolving planetary stirring system, the binder may be added from the beginning, may be added together with the thickener, or after kneading all other components. It may be added. When using a binder, it is preferable that the compounding quantity shall be about 0.5-3.0 mass% of the total solid of an aqueous composition on the solid content basis.

上記水性組成物には、必要に応じて、界面活性剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤(酸、アルカリ等)等の各種添加剤を配合してもよい。   You may mix | blend various additives, such as surfactant, a wetting agent, an antifoamer, and a pH adjuster (an acid, an alkali, etc.) with the said aqueous composition as needed.

上記水性組成物は、適用対象部材の表面に適宜の方法で付与(典型的には塗工)し、乾燥させることにより、当該表面上に無機フィラー層を形成することができる。その対象部材に上記水性組成物を付与する方法は特に制限されず、例えば、ダイコーター、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、エアナイフコーター、スプレーコーター、ブラッシュコーター、スクリーンコーター等を用いて行うことができる。   The said aqueous composition can form an inorganic filler layer on the said surface by giving (typically coating) to the surface of an application object member by an appropriate method, and making it dry. The method for applying the aqueous composition to the target member is not particularly limited. For example, a die coater, a gravure roll coater, a reverse roll coater, a kiss roll coater, a dip roll coater, a bar coater, an air knife coater, a spray coater, and a brush coater. It can be performed using a screen coater or the like.

対象部材表面に付与した水性組成物は、従来公知の方法を適宜選択して実施することができる。例えば、上記対象部材の他の構成要素を変質させない程度の高温に保持して、あるいは低温減圧下に保持して乾燥させることができる。上記無機フィラー層の乾燥後の厚みは、目的に応じて選択すればよい。   The aqueous composition applied to the surface of the target member can be carried out by appropriately selecting a conventionally known method. For example, it can be dried by holding at a high temperature that does not alter the other components of the target member or under a low temperature and reduced pressure. What is necessary is just to select the thickness after the drying of the said inorganic filler layer according to the objective.

上記水性組成物の適用対象部材としては、二次電池の正極、負極、セパレータ等が挙げられる。該組成物から形成された無機フィラー層は、これら部材の表面(片面または両面)に付与されて、例えば、表面保護、短絡防止性向上、非水電解液含浸量増加、強度向上等の効果を奏し得る。   Examples of the application target member of the aqueous composition include a positive electrode, a negative electrode, and a separator of a secondary battery. The inorganic filler layer formed from the composition is applied to the surface (one side or both sides) of these members, and has effects such as, for example, surface protection, improvement in short circuit prevention, increase in the amount of nonaqueous electrolyte impregnation, and improvement in strength. Can play.

以下、図面を参照しつつ、ここに開示される技術の一適用対象たるリチウムイオン二次電池について、電極体と非水電解液とが角型形状の電池ケースに収容された態様のリチウムイオン二次電池100(図1)を例にして更に詳しく説明するが、本発明の適用対象をかかる実施形態に限定することを意図したものではない。また、本発明に係るリチウムイオン二次電池の形状は特に限定されず、その電池ケース、電極体等は、用途や容量に応じて、素材、形状、大きさ等を適宜選択することができる。例えば、電池ケースは、直方体状、扁平形状、円筒形状等であり得る。なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、角図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。   Hereinafter, with reference to the drawings, for a lithium ion secondary battery to which the technology disclosed herein is applied, the lithium ion secondary battery in a mode in which an electrode body and a nonaqueous electrolyte solution are accommodated in a rectangular battery case. Although the secondary battery 100 (FIG. 1) will be described in more detail as an example, the application target of the present invention is not intended to be limited to such an embodiment. Moreover, the shape of the lithium ion secondary battery according to the present invention is not particularly limited, and the battery case, electrode body, and the like can be appropriately selected in terms of material, shape, size, and the like depending on the application and capacity. For example, the battery case may have a rectangular parallelepiped shape, a flat shape, a cylindrical shape, or the like. In addition, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified. In addition, the dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in the angle diagram does not reflect the actual dimensional relationship.

本実施形態に係る電池100は、図1,2に示されるように、捲回電極体20を、図示しない電解液とともに、該電極体20の形状に対応した扁平な箱状の電池ケース10の開口部12より内部に収容し、該ケース10の開口部12を蓋体14で塞ぐことによって構築することができる。また、蓋体14には、外部接続用の正極端子38および負極端子48が、それら端子の一部が蓋体14の表面側に突出するように設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the battery 100 according to this embodiment includes a wound electrode body 20 and a flat box-shaped battery case 10 corresponding to the shape of the electrode body 20 together with an electrolyte (not shown). It can be constructed by being housed inside the opening 12 and closing the opening 12 of the case 10 with a lid 14. The lid body 14 is provided with a positive terminal 38 and a negative terminal 48 for external connection so that a part of the terminals protrudes to the surface side of the lid body 14.

上記電極体20は、長尺シート状の正極集電体32の表面に正極活物質層34が形成された正極シート30と、長尺シート状の負極集電体42の表面に負極活物質層44が形成された負極シート40とを、2枚の長尺シート状のセパレータ50と共に重ね合わせて捲回し、得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって扁平形状に成形されている。   The electrode body 20 includes a positive electrode sheet 30 in which a positive electrode active material layer 34 is formed on the surface of a long sheet-like positive electrode current collector 32, and a negative electrode active material layer on the surface of a long sheet-like negative electrode current collector 42. The negative electrode sheet 40 on which the electrode 44 is formed is rolled up with two long sheet-like separators 50, and the obtained wound body is crushed from the side surface and ablated to form a flat shape. ing.

セパレータ50は、正極シート30および負極シート40の間に介在され、正極シート30の正極活物質層34と、負極シート40の負極活物質層44にそれぞれ接するように配置される。そして、セパレータ50に非水電解液を含浸させることにより電極間のイオン伝導パス(導電経路)を形成することができる。   The separator 50 is interposed between the positive electrode sheet 30 and the negative electrode sheet 40 and is disposed so as to be in contact with the positive electrode active material layer 34 of the positive electrode sheet 30 and the negative electrode active material layer 44 of the negative electrode sheet 40. Then, by impregnating the separator 50 with the nonaqueous electrolytic solution, an ion conduction path (conduction path) between the electrodes can be formed.

正極シート30は、その長手方向に沿う一方の端部において、正極集電体32が露出するように形成されている。すなわち、該端部には、正極活物質層34が形成されていないか、形成後に除去されている。同様に、捲回される負極シート40は、その長手方向に沿う一方の端部において、負極集電体42が露出するように形成されている。そして、正極集電体32の該露出端部に正極端子38が、負極集電体42の該露出端部には負極端子48がそれぞれ接合され、上記扁平形状に形成された捲回電極体20の正極シート30または負極シート40と電気的に接続されている。正負極端子38,48と正負極集電体32,42とは、例えば超音波溶接、抵抗溶接等によりそれぞれ接合することができる。   The positive electrode sheet 30 is formed so that the positive electrode current collector 32 is exposed at one end along the longitudinal direction. That is, the positive electrode active material layer 34 is not formed at the end, or is removed after the formation. Similarly, the negative electrode sheet 40 to be wound is formed so that the negative electrode current collector 42 is exposed at one end portion along the longitudinal direction. Then, the positive electrode terminal 38 is joined to the exposed end portion of the positive electrode current collector 32, and the negative electrode terminal 48 is joined to the exposed end portion of the negative electrode current collector 42, respectively. The positive electrode sheet 30 or the negative electrode sheet 40 is electrically connected. The positive and negative terminals 38 and 48 and the positive and negative current collectors 32 and 42 can be joined by, for example, ultrasonic welding, resistance welding, or the like.

セパレータ50としては、リチウムイオン二次電池に一般的に用いられるセパレータを使用することができる。一態様では、セパレータ50の片面または各面(両面)に上記無機フィラー層が付与されている。片面に無機フィラー層が付与されている場合、当該無機フィラー層をどちら向きに(正極側、負極側のどちらに)配置するかは、適宜選択すればよい。   As the separator 50, the separator generally used for a lithium ion secondary battery can be used. In one aspect, the inorganic filler layer is provided on one side or each side (both sides) of the separator 50. When an inorganic filler layer is provided on one side, the direction in which the inorganic filler layer is disposed (on the positive electrode side or the negative electrode side) may be appropriately selected.

上記無機フィラー層は、セパレータとしての多孔性樹脂膜の片面または両面それぞれ(典型的には片面)に上記水性組成物を付与し、乾燥させることによって形成される。上記多孔性樹脂膜の材質は特に制限されず、一般的なリチウムイオン二次電池用セパレータに用いられる各種樹脂材料を用いることができる。例えば、一軸延伸または二軸延伸され、多孔性に加工されたフィルム状の樹脂基材を好ましく用いることができる。典型的には、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等の各種ポリオレフィンを主体とする樹脂基材を用いる。上記樹脂膜は、一種類の樹脂材料からなる単層であってもよく、異なる二種以上の樹脂材料からなる層が積層された多層であってもよい。上記樹脂膜は、必要に応じて、その片面または両面にコロナ放電処理、プラズマ放電処理、下塗り処理等の表面改質処理が施されていてもよい。   The inorganic filler layer is formed by applying the aqueous composition to one side or both sides (typically, one side) of a porous resin film as a separator and drying it. The material of the porous resin film is not particularly limited, and various resin materials used for general lithium ion secondary battery separators can be used. For example, a film-like resin base material that has been uniaxially stretched or biaxially stretched and processed to be porous can be preferably used. Typically, a resin base material mainly composed of various polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP) is used. The resin film may be a single layer made of one kind of resin material or a multilayer in which layers made of two or more different resin materials are laminated. The resin film may be subjected to surface modification treatment such as corona discharge treatment, plasma discharge treatment, undercoating treatment, or the like on one or both surfaces thereof as necessary.

上記の正極活物質層34は、例えば、正極活物質を、必要に応じて導電材、結着剤(バインダ)等とともに適当な溶媒に分散させたペーストまたはスラリー状の組成物(正極合材)を正極集電体32に付与し、該組成物を乾燥させることにより好ましく作製することができる。   The positive electrode active material layer 34 is, for example, a paste or slurry composition (positive electrode mixture) in which the positive electrode active material is dispersed in an appropriate solvent together with a conductive material, a binder (binder), and the like as necessary. Is preferably applied to the positive electrode current collector 32 and the composition is dried.

一態様では、正極活物質層34の表面に、無機フィラー層が付与されている。かかる無機フィラー層は、上記水性組成物を正極活物質層表面に付与し、乾燥させることにより形成することができる。正極活物質の種類は特に制限されず、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる正極活物質(例えば層状構造の酸化物やスピネル構造の酸化物)の一種または二種以上を使用することができる。例えば、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物、リチウムマグネシウム系複合酸化物等のリチウム含有複合酸化物が挙げられる。   In one embodiment, an inorganic filler layer is provided on the surface of the positive electrode active material layer 34. Such an inorganic filler layer can be formed by applying the aqueous composition to the surface of the positive electrode active material layer and drying it. The type of the positive electrode active material is not particularly limited, and one or more of positive electrode active materials conventionally used in lithium ion secondary batteries (for example, an oxide having a layered structure or an oxide having a spinel structure) can be used. . Examples thereof include lithium-containing composite oxides such as lithium nickel composite oxides, lithium cobalt composite oxides, lithium manganese composite oxides, and lithium magnesium composite oxides.

ここで、リチウムニッケル系複合酸化物とは、リチウム(Li)とニッケル(Ni)とを構成金属元素とする酸化物のほか、リチウムおよびニッケル以外に他の少なくとも一種の金属元素(すなわち、LiとNi以外の遷移金属元素および/または典型金属元素)を、原子数換算でニッケルと同程度またはニッケルよりも少ない割合(典型的にはニッケルよりも少ない割合)で構成金属元素として含む酸化物をも包含する意味である。上記LiおよびNi以外の金属元素は、例えば、コバルト(Co),アルミニウム(Al),マンガン(Mn),クロム(Cr),鉄(Fe),バナジウム(V),マグネシウム(Mg),チタン(Ti),ジルコニウム(Zr),ニオブ(Nb),モリブデン(Mo),タングステン(W),銅(Cu),亜鉛(Zn),ガリウム(Ga),インジウム(In),スズ(Sn),ランタン(La)およびセリウム(Ce)からなる群から選択される一種または二種以上の金属元素であり得る。なお、リチウムコバルト系複合酸化物、リチウムマンガン系複合酸化物およびリチウムマグネシウム系複合酸化物についても同様の意味である。
一般式がLiMPO(MはCo、Ni、Mn、Feのうちの少なくとも一種以上の元素;例えばLiFePO、LiMnPO)で表記されるオリビン型リン酸リチウムを上記正極活物質として用いてもよい。
Here, the lithium nickel-based composite oxide is an oxide having lithium (Li) and nickel (Ni) as constituent metal elements, and at least one other metal element (that is, Li and nickel) in addition to lithium and nickel. An oxide containing a transition metal element other than Ni and / or a typical metal element) as a constituent metal element at a rate equivalent to or less than nickel in terms of the number of atoms (typically less than nickel) It means to include. Examples of the metal element other than Li and Ni include, for example, cobalt (Co), aluminum (Al), manganese (Mn), chromium (Cr), iron (Fe), vanadium (V), magnesium (Mg), and titanium (Ti ), Zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten (W), copper (Cu), zinc (Zn), gallium (Ga), indium (In), tin (Sn), lanthanum (La) And one or more metal elements selected from the group consisting of cerium (Ce). The same meaning applies to lithium cobalt complex oxides, lithium manganese complex oxides, and lithium magnesium complex oxides.
An olivine-type lithium phosphate represented by the general formula LiMPO 4 (M is at least one element of Co, Ni, Mn, and Fe; for example, LiFePO 4 and LiMnPO 4 ) may be used as the positive electrode active material. .

導電材としては、カーボン粉末やカーボンファイバー等の導電性粉末材料が好ましく用いられる。カーボン粉末としては、種々のカーボンブラック、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、グラファイト粉末等が好ましい。導電材は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。   As the conductive material, a conductive powder material such as carbon powder or carbon fiber is preferably used. As the carbon powder, various carbon blacks such as acetylene black, furnace black, ketjen black, and graphite powder are preferable. A conductive material can be used alone or in combination of two or more.

結着剤としては、例えば、水に溶解する水溶性ポリマーや、水に分散するポリマー、非水溶媒(有機溶媒)に溶解するポリマー等から適宜選択して用いることができる。また、一種のみを単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   As the binder, for example, a water-soluble polymer that dissolves in water, a polymer that disperses in water, a polymer that dissolves in a non-aqueous solvent (organic solvent), and the like can be appropriately selected and used. Moreover, only 1 type may be used independently and 2 or more types may be used in combination.

正極集電体32には、導電性の良好な金属からなる導電性部材が好ましく用いられる。例えば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金を用いることができる。正極集電体32の形状は、リチウムイオン二次電池の形状等に応じて異なり得るため、特に制限はなく、棒状、板状、シート状、箔状、メッシュ状等の種々の形態であり得る。本実施形態ではシート状のアルミニウム製の正極集電体32が用いられ、捲回電極体20を備えるリチウムイオン二次電池100に好ましく使用され得る。かかる実施形態では、例えば、厚みが10μm〜30μm程度のアルミニウムシートが好ましく使用され得る。   For the positive electrode current collector 32, a conductive member made of a metal having good conductivity is preferably used. For example, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component can be used. The shape of the positive electrode current collector 32 may vary depending on the shape of the lithium ion secondary battery, and is not particularly limited, and may be various forms such as a rod shape, a plate shape, a sheet shape, a foil shape, and a mesh shape. . In the present embodiment, a sheet-like aluminum positive electrode current collector 32 is used, and can be preferably used for the lithium ion secondary battery 100 including the wound electrode body 20. In such an embodiment, for example, an aluminum sheet having a thickness of about 10 μm to 30 μm can be preferably used.

また、上記の負極活物質層44は、例えば、負極活物質を、結着剤(バインダ)等ともに適当な溶媒に分散させたペーストまたはスラリー状の組成物(負極合材)を負極集電体42に付与し、該組成物を乾燥させることにより好ましく作製することができる。   The negative electrode active material layer 44 is made of, for example, a negative electrode current collector made of a paste or slurry composition (negative electrode mixture) in which a negative electrode active material is dispersed in an appropriate solvent together with a binder (binder) and the like. It can preferably be prepared by applying to 42 and drying the composition.

一態様では、負極活物質層44の表面に、無機フィラー層が付与されている。かかる無機フィラー層は、上記水性組成物を負極活物質層表面に付与し、乾燥させることにより形成することができる。負極活物質の種類は特に制限されず、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる負極活物質の一種または二種以上を使用することができる。例えば、いわゆる黒鉛質のもの(グラファイト)、難黒鉛化炭素質のもの(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素質のもの(ソフトカーボン)、これらを組み合わせた構造を有するもの等のうち、いずれの炭素材料を使用してもよい。中でも特に、天然黒鉛等の黒鉛粒子を好ましく使用することができる。   In one embodiment, an inorganic filler layer is provided on the surface of the negative electrode active material layer 44. Such an inorganic filler layer can be formed by applying the aqueous composition to the surface of the negative electrode active material layer and drying it. The type of the negative electrode active material is not particularly limited, and one or more negative electrode active materials conventionally used in lithium ion secondary batteries can be used. For example, any carbon out of so-called graphitic (graphite), non-graphitizable carbon (hard carbon), graphitizable carbon (soft carbon), or a combination of these. Materials may be used. Among these, graphite particles such as natural graphite can be preferably used.

結着剤には、上述の正極と同様のものを、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。結着剤の添加量は、負極活物質の種類や量に応じて適宜選択すればよい。   As the binder, the same positive electrode as that described above can be used alone or in combination of two or more. What is necessary is just to select the addition amount of a binder suitably according to the kind and quantity of a negative electrode active material.

負極集電体42としては、導電性の良好な金属からなる導電性部材が好ましく用いられる。例えば、銅または銅を主成分とする合金を用いることができる。また、負極集電体42の形状は、リチウムイオン二次電池の形状等に応じて異なり得るため、特に制限はなく、棒状、板状、シート状、箔状、メッシュ状等の種々の形態であり得る。本実施形態ではシート状の銅製の負極集電体42が用いられ、捲回電極体20を備えるリチウムイオン二次電池100に好ましく使用され得る。かかる実施形態では、例えば、厚みが5μm〜30μm程度の銅製シートが好ましく使用され得る。   As the negative electrode current collector 42, a conductive member made of a metal having good conductivity is preferably used. For example, copper or an alloy containing copper as a main component can be used. In addition, the shape of the negative electrode current collector 42 may vary depending on the shape of the lithium ion secondary battery and the like, and thus is not particularly limited, and may be various forms such as a rod shape, a plate shape, a sheet shape, a foil shape, and a mesh shape. possible. In the present embodiment, a sheet-like copper negative electrode current collector 42 is used, and can be preferably used for the lithium ion secondary battery 100 including the wound electrode body 20. In this embodiment, for example, a copper sheet having a thickness of about 5 μm to 30 μm can be preferably used.

上記非水電解液に含まれる支持塩としては、一般的なリチウムイオン二次電池に支持塩として用いられるリチウム塩を、適宜選択して使用することができる。かかるリチウム塩として、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、Li(CFSON、LiCFSO等が例示される。かかる支持塩は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。特に好ましい例として、LiPFが挙げられる。上記非水電解液は、例えば、上記支持塩の濃度が0.7〜1.6mol/Lの範囲内となるように調製することが好ましい。 As the supporting salt contained in the nonaqueous electrolytic solution, a lithium salt used as a supporting salt in a general lithium ion secondary battery can be appropriately selected and used. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiCF 3 SO 3 and the like. These supporting salts can be used alone or in combination of two or more. A particularly preferred example is LiPF 6 . The nonaqueous electrolytic solution is preferably prepared so that the concentration of the supporting salt is within a range of 0.7 to 1.6 mol / L, for example.

上記非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられる有機溶媒を適宜選択して使用することができる。特に好ましい非水溶媒として、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)等のカーボネート類が例示される。これら有機溶媒は、一種のみを単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。   As said non-aqueous solvent, the organic solvent used for a general lithium ion secondary battery can be selected suitably, and can be used. Particularly preferred non-aqueous solvents include carbonates such as ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), and propylene carbonate (PC). These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。なお、以下の説明において「部」および「%」は、特に断りがない限り質量基準である。   Several examples relating to the present invention will be described below, but the present invention is not intended to be limited to those shown in the examples. In the following description, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

<例1〜9>
全固形分を100部として、CMC(増粘剤)0.7部、アクリル樹脂(結着剤)2.6部、ポリアクリル酸ナトリウム(分散剤)0〜1.0部、および中心粒径0.2μmのチタニア(無機フィラー)95.7〜96.7部に、固形分濃度が45%となるように水を加え、振動式攪拌機(浅田鉄工株式会社製,型式「ペイントシェーカー」)を用いて混練して、例1〜9の各例に係る無機フィラー水性組成物を得た。各組成物につき、製造直後および製造から3日経過後において、市販のB型粘度計を用いて、25℃、60rpmの条件にて粘度(mPa・s)を測定した。分散剤添加量(使用量)と粘度との関係を表1および図4に示す。また、目視にて各組成物を観察したところ、分散剤量が0.2部未満(すなわち、固形分の0.2%未満)では、組成物のゲル化が認められた。
<Examples 1-9>
100 parts total solids, 0.7 parts CMC (thickener), 2.6 parts acrylic resin (binder), 0-1.0 parts sodium polyacrylate (dispersant), and center particle size Water was added to 95.7-96.7 parts of 0.2 μm titania (inorganic filler) so that the solid concentration would be 45%, and a vibration stirrer (type “Paint Shaker” manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) And kneaded to obtain an aqueous inorganic filler composition according to each of Examples 1 to 9. About each composition, the viscosity (mPa * s) was measured on conditions of 25 degreeC and 60 rpm using the commercially available B-type viscometer immediately after manufacture and after 3 days from manufacture. Table 1 and FIG. 4 show the relationship between the added amount of dispersant (used amount) and the viscosity. Further, when each composition was visually observed, gelation of the composition was observed when the amount of the dispersant was less than 0.2 parts (that is, less than 0.2% of the solid content).

Figure 0005614578
Figure 0005614578

<例10>
中心粒径0.2μmのチタニア(無機フィラー)97部、ポリアクリル酸ナトリウム(分散剤)1.0部、CMC(増粘剤)0.7部、およびアクリル樹脂(結着剤)1.3部に、固形分濃度が35%となるように水を加え、例1〜9と同じ振動式攪拌機を用いて混練して、本例に係る無機フィラー水性組成物を得た。
<例11〜13>
水の量を調節して固形分濃度をそれぞれ40%,45%,55%とした他は例10と同様にして、例11〜13の各例に係る無機フィラー水性組成物を得た。
例10〜13の各組成物につき、上記B型粘度計を用いて、上記と同様の条件にて製造直後の粘度(mPa・s)を求めた。これらの組成物の固形分濃度と粘度との関係を表2および図5に示す。
<Example 10>
97 parts of titania (inorganic filler) with a central particle size of 0.2 μm, 1.0 part of sodium polyacrylate (dispersant), 0.7 part of CMC (thickener), and 1.3 parts of acrylic resin (binder) Water was added to the part so that the solid content concentration was 35%, and the mixture was kneaded using the same vibration stirrer as in Examples 1 to 9 to obtain an aqueous inorganic filler composition according to this example.
<Examples 11 to 13>
Inorganic filler aqueous compositions according to Examples 11 to 13 were obtained in the same manner as in Example 10 except that the amount of water was adjusted so that the solid content concentrations were 40%, 45%, and 55%, respectively.
About each composition of Examples 10-13, the viscosity (mPa * s) immediately after manufacture was calculated | required on the conditions similar to the above using the said B-type viscosity meter. The relationship between the solid content concentration and the viscosity of these compositions is shown in Table 2 and FIG.

Figure 0005614578
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<例14>
攪拌機(プライミクス社製、型式「T.K.AUTO MIXER 20」)に、水、CMC(第一工業製薬株式会社製、品番「BSH−6」)(増粘剤)0.7部、分散剤(東亞合成株式会社製、品番「T−50」)0.3部、中心粒径0.65μmのアルミナ99部の順に投入・攪拌して、本例に係る無機フィラー水性組成物(固形分濃度47%)を得た。
<例15>
攪拌機への投入順を水、分散剤、アルミナ、CMCの順に変更した他は例14と同様にして、本例に係る無機フィラー水性組成物を得た。
<Example 14>
Stirrer (manufactured by PRIMIX Corporation, model “TK AUTO MIXER 20”), water, CMC (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product number “BSH-6”) (thickener) 0.7 part, dispersant (Toagosei Co., Ltd., product number “T-50”) 0.3 parts, 99 parts of alumina having a center particle size of 0.65 μm were added and stirred in this order, and the aqueous inorganic filler composition (solid content concentration) according to this example 47%).
<Example 15>
An inorganic filler aqueous composition according to this example was obtained in the same manner as in Example 14 except that the order of addition to the stirrer was changed in the order of water, dispersant, alumina, and CMC.

例14,15の各組成物につき、デジタル顕微鏡(株式会社キーエンス製、型式「VHX−500F」)を用い、×200の倍率にて観察したところ、例14の組成物中には、最大で360μmの粒径を有する凝集物の存在が確認された。一方、例15の組成物中には、当該倍率において、凝集物の存在は確認されなかった。   Each composition of Examples 14 and 15 was observed at a magnification of × 200 using a digital microscope (manufactured by Keyence Corporation, model “VHX-500F”). As a result, the composition of Example 14 had a maximum of 360 μm. The presence of aggregates having a particle size of On the other hand, in the composition of Example 15, the presence of aggregates was not confirmed at the magnification.

表1および図4に示されるように、分散剤量が0.2質量%未満の無機フィラー水性組成物は、製造直後および製造から3日経過時(保存後)のいずれにおいても、粘度にばらつきがあり、保存後に粘度が増加する傾向が認められた。また、上述のとおり、組成物のゲル化が生じた。一方、分散剤量が0.2〜1.0質量%の無機フィラー水性組成物は、製造直後および保存後のいずれにおいても、概ね一定の粘度を示し、組成物のゲル化も起こらなかった。なお、分散剤の量を2.0部、無機フィラーの量を94.7部とした点以外は例1〜9と同様に無機フィラー水性組成物を製造したところ、製造直後の粘度は1230mPa・s、製造1日後の粘度は1500mPa・sであった。この結果から、分散剤の量を2.0部とした場合にも、製造直後および1日保存後のいずれにおいても概ね一定の粘度を示し、組成物のゲル化も起こらないことが確認された。
また、表2および図5から、固形分濃度が高くなるのに伴い、粘度が増加することが確認された。加えて、固形分濃度が35質量%以上で、低極性表面でもハジキの起こりにくい粘度、具体的には500mPa・s以上の粘度が実現されることが確認された。
As shown in Table 1 and FIG. 4, the aqueous inorganic filler composition having a dispersant amount of less than 0.2% by mass varies in viscosity both immediately after production and after 3 days from production (after storage). There was a tendency for the viscosity to increase after storage. Further, as described above, gelation of the composition occurred. On the other hand, the inorganic filler aqueous composition having a dispersant amount of 0.2 to 1.0% by mass showed a substantially constant viscosity immediately after production and after storage, and no gelation of the composition occurred. In addition, when the inorganic filler aqueous composition was produced in the same manner as in Examples 1 to 9 except that the amount of the dispersant was 2.0 parts and the amount of the inorganic filler was 94.7 parts, the viscosity immediately after production was 1230 mPa · s, the viscosity after 1 day of production was 1500 mPa · s. From this result, even when the amount of the dispersant was 2.0 parts, it was confirmed that the viscosity was almost constant both immediately after production and after storage for 1 day, and no gelation of the composition occurred. .
Moreover, from Table 2 and FIG. 5, it was confirmed that a viscosity increases as solid content concentration becomes high. In addition, it was confirmed that a solid content concentration of 35% by mass or more and a viscosity that hardly causes repelling even on a low-polar surface, specifically, a viscosity of 500 mPa · s or more is realized.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

1 車両
20 捲回電極体
30 正極シート
32 正極集電体
34 正極活物質層
38 正極端子
40 負極シート
42 負極集電体
44 負極活物質層
48 負極端子
50 セパレータ
70 自公転遊星式攪拌機
72 攪拌容器
100 リチウムイオン二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 20 Winding electrode body 30 Positive electrode sheet 32 Positive electrode current collector 34 Positive electrode active material layer 38 Positive electrode terminal 40 Negative electrode sheet 42 Negative electrode current collector 44 Negative electrode active material layer 48 Negative electrode terminal 50 Separator 70 Revolving planetary stirrer 72 Stir container 100 Lithium ion secondary battery

Claims (5)

水性溶媒に無機フィラーが分散しており、二次電池の構成部材に塗工して用いられるための水性組成物を製造する方法であって、無機フィラーと分散剤と増粘剤と水性溶媒とを混練して前記水性組成物を調製することを含み、ここで、当該水性組成物の固形分濃度は35〜80質量%であり、前記分散剤の使用量は、固形分基準で、前記水性組成物に含まれる全固形分の0.2〜2.0質量%に相当する量であり、前記水性組成物の調製は、粘度が600mPa・s以上5000mPa・s以下となるように行われる、水性組成物製造方法。 An inorganic filler is dispersed in an aqueous solvent, and a method for producing an aqueous composition to be used by applying to a constituent member of a secondary battery, comprising: an inorganic filler, a dispersant, a thickener, an aqueous solvent, The solid content concentration of the aqueous composition is 35 to 80% by mass, and the amount of the dispersant used is based on the solid content, the amount der equivalent to 0.2 to 2.0% by weight of the total solids contained in the composition is, the preparation of the aqueous composition is performed so that the viscosity is equal to or less than 600 mPa · s or more 5000 mPa · s , A method for producing an aqueous composition. 前記無機フィラーと分散剤と増粘剤と水性溶媒との混練は、まず前記無機フィラー、前記分散剤および前記水性溶媒を混練する第一混練段階と、その混練物に前記増粘剤を添加してさらに混練する第二混練段階とを含む、請求項1に記載の水性組成物製造方法。   The kneading of the inorganic filler, the dispersant, the thickener, and the aqueous solvent is performed by first adding the thickener to the kneaded product in a first kneading step of kneading the inorganic filler, the dispersant, and the aqueous solvent. And a second kneading step of further kneading. 前記無機フィラーと分散剤と増粘剤と水性溶媒との混練は、前記無機フィラーと前記分散剤と前記増粘剤と前記水性溶媒のうちの一部とを固形分濃度が70〜85質量%となるように混練する予備混練段階と、その予備混練物に前記水性溶媒の残部を添加して希釈することにより最終固形分濃度が35〜80質量%の水性組成物を形成する濃度調整段階とを含む、請求項1に記載の水性組成物製造方法。   In the kneading of the inorganic filler, the dispersant, the thickener, and the aqueous solvent, the solid content concentration of the inorganic filler, the dispersant, the thickener, and a part of the aqueous solvent is 70 to 85% by mass. A pre-kneading step of kneading so as to become a concentration adjusting step of forming an aqueous composition having a final solid content concentration of 35 to 80% by mass by adding and diluting the remainder of the aqueous solvent to the pre-kneaded product. The manufacturing method of the aqueous composition of Claim 1 containing this. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法によって製造された水性組成物を前記部材に付与して形成された無機フィラー層を、正極、負極およびセパレータの少なくともいずれかの部材の少なくとも片面に備える、リチウムイオン二次電池。   An inorganic filler layer formed by applying the aqueous composition produced by the method according to any one of claims 1 to 3 to the member, at least one surface of at least one member of a positive electrode, a negative electrode, and a separator A lithium ion secondary battery provided for 請求項4に記載の電池を備える、車両。   A vehicle comprising the battery according to claim 4.
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